2022 Fiscal Year Annual Research Report
RAB23が関わる植物精子の運動装置形成機構の解明
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20K15824
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
南野 尚紀 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 特任助教 (20823256)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 膜交通 / RAB GTPase / 精子 / 鞭毛 / ゼニゴケ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コケ植物を含むいくつかの植物の系統は雄性配偶子として運動能をもつ精子を形成する。鞭毛および多層構造体は植物精子の運動能を担う重要な構造と考えられているが、その形成メカニズムについては未解明な点が多い。RAB GTPaseは進化的に保存された膜交通制御因子であり、RAB23はそのサブファミリーのひとつである。これまでの解析により、コケ植物のタイ類に属するゼニゴケのrab23変異体では鞭毛・多層構造体の構造異常がみられ、RAB23がこれらの形成に重要な役割を果たすことが考えられた。そこで本研究ではゼニゴケRAB23の機能解析を通じて、植物精子の運動装置の形成メカニズムの解明を目指している。
運動装置形成メカニズムの解明の基盤となるゼニゴケ精子発生段階の定義づけについて、核の形態変化と鞭毛の伸長度合を指標として行った。さらに各発生段階におけるオルガネラや微小管の動態についても詳細に調べ、それらの成果を原著論文として発表した。定義した発生段階に基づいた細胞内局在解析により、ゼニゴケRAB23は精細胞の発生段階のうち鞭毛が伸長する時期ではたらくことを示唆する結果が得られた。さらにゼニゴケRAB23の活性化状態や脂質修飾によりその局在パターンが変化することを見出した。ゼニゴケrab23変異体に起こる異常について、軸糸マーカーラインや免疫染色による観察により詳細に調べた。さらに共免疫沈降産物の質量分析によりゼニゴケRAB23の相互作用因子の候補を選定した。選定した候補因子についてゲノム編集により遺伝子破壊株を作出し、表現型解析を行った。その結果、2種類において運動性の異常がみられ、さらにそのうち1種類においてゼニゴケRAB23と同様の軸糸構造の異常がみられた。
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